Luận Văn Thiết kế động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Lời nói đầu
Việc sự dụng động cơ điện trong sản xuất và đời sống là rất rộng rãi ,
đặc biệt là động cơ điện chiều bởi vì động cơ điện 1 chiều có rất nhiều u
điểm so vơi động cơ xoay chiều . Nhng gắn liền với việc sử dụng động cơ
điện 1 chiều là quá trình điều chỉnh, đảo chiều tốc độ của động cơ sao cho
phù hợp với yêu cầu của thực tế
Là 1 sinh viên của khoa Điện và bộ môn Tự Động Hoá đợc trang bị với những kiến thức về nhiều môn học trong đó có môn điện tử công suât, qua các bài giảng của các thầy cô và quá trình tìm hiểu em đã hoàn thành bản đồ án này.
Đây là mảng đề tài khá rộng, với khối lợng công việc lớn và mới mẻ
đối với chúng em cho nên em đã gặp một số khó khăn trong qúa trình thiết kế, song đợc sự hớng dẫn tận tình của các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn,
đặc biệt là thầy giáo Phạm Quốc Hải và sự giúp đỡ nhiệt tình của các bạn cùng lớp, nên em đã hoàn thành bản đồ án này. Em xin chân thành cảm
ơn sự giúp đỡ quí báu đó. Tuy nhiên do hạn chế về thời gian cũng nh về trình
độ của bản thân, nên không tránh khỏi còn nhiều chỗ thiếu sót, em rất
mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo và các bạn để em hoàn thiện hơn bản đồ án này.
Trong bản đồ án này em xin trình bày một số nội dung sau :
Chương 1 : Giới thiệu Chung về động cơ điện một chiều.
Chương 2 : Các phơng án tổng thể.
Chương 3: Phân tích sự hoạt động của mạch thiết kế.
Chương 4 : Thiết kế và tính toán mạch lực
Chương 5 : Tính toán và thiết kế mạch điều khiển.


Chương I
Giới thiệu Chung về động cơ điện một chiều
I.Động cơ điện 1chiều
1. Tầm quan trọng của động cơ điện một chiều
Trong nền sản xuất hiện đại , động cơ một chiều vẫn đợc coi là một loại máy quan trọng mặc dù ngày nay có rất nhiều loại máy móc hiện đại sử dụng nguồn điện xoay chiều thông dụng .
Do động cơ điện một chiều có nhiều u điểm nh khả năng điều chỉnh tốc độ rất tốt , khả năng mở máy lớn và đặc biệt là khả năng quá tải . Chính vì vậy mà động cơ một chiều đợc dùng nhiều trong các nghành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ nh cán thép , hầm mỏ, giao thông vận tải .
mà điều quan trọng là các nghành công nghiệp hay đòi hỏi dùng nguồn điện một chiều .
Bên cạnh đó, động cơ điện một chiều cũng có những nhợc điểm nhất định của nó nh so với máy điện xoay chiều thì giá thành đắt hơn chế tạo và bảo quản cổ góp điện phức tạp hơn ( dễ phát sinh tia lửa điện ) . nhng do những - u điểm của nó nên động cơ điện một chiều vẫn còn có một tầm quan trọng nhất định trong sản suất .
Công suất lớn nhất của động cơ điện một chiều hiện nay vào khoảng 10000 KW , điện áp vào khoảng vài trăm cho đến 1000 V . Hớng phát triển hiện nay là cải tiến tính năng của vật liệu , nâng cao chỉ tiêu kinh tế của động cơ và chế tạo những động cơ có công suất lớn hơn .
2. Cấu tạo của động cơ điện một chiều.
Động cơ điện một chiều có thể phân thành hai phần chính : phần tĩnh và phần động.
2.1.Phần tĩnh hay stato.
Đây là đứng yên của máy , bao gồm các bộ phận chính sau:
a, Cực từ chính : là bộ phận sinh ra từ trờng gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ . Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kỹ thuật điện hay thép cacbon dày 0,5 đến 1mm ép lại và tán chặt . Trong
động cơ điện nhỏ có thể dùng thép khối . Cực từ đợc gắn chặt vào vỏ máy nhờ các bulông . Dây quấn kích từ đợc quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều đợc bọc cách điện kỹ thành một khối tẩm sơn cách điện tr- ớc khi đặt trên các cực từ . Các cuộn dây kích từ đợc đặt trên các cực từ này
đợc nối tiếp với nhau.
b, Cực từ phụ : Cực từ phụ đợc đặt trên các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều . Lõi thép của cực từ phụ thờng làm bằng thép khối và trên


thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu rạo giống nh dây quấn cực từ chính.
Cực từ phụ đợc gắn vào vỏ máy nhờ những bulông.
c, Gông từ : Gông từ dùng làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy. Trong động cơ điện nhỏ và vừa thờng dùng thép dày uốn và hàn lại. Trong máy điện lớn thờng dùng thép đúc. Có khi trong động cơ điện nhỏ dùng gang làm vỏ máy.
d, Các bộ phận khác.
Bao gồm:
- Nắp máy : Để bảo vệ máy khỏi những vật ngoài rơi vào làm h hỏng dây quấn và an toàn cho ngời khỏi chạm vào điện. Trong máy điện nhỏ và vừa nắp máy còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi. Trong trờng hợp này nắp máy thờng làm bằng gang.
- Cơ cấu chổi than : Để đa dòng điện từ phần quay ra ngoài. Cơ cấu chổi than bao gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than nhờ một lò xo tì chặy lên cổ góp. Hộp chổi than đợc cố định trên giá chổi than và cách điện với giá. Giá chổi than có thể quay đợc để điều chỉnh vị trí chổi than cho
đúng chỗ. Sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định lại.
2.2 Phần quay hay rôto.
Bao gồm những bộ phận chính sau :
a, Lõi sắt phần ứng : Dùng để dẫn từ. Thờng dùng những tấm thép kỹ thuật điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì đặt dây quấn vào.
Trong những động cơ trung bình trở lên ngời ta còn dập những lỗ thông gió để khi ép lạ thành lõi sắt có thể tạo đợc những lỗ thông gió dọc trục.
Trong những động cơ điện lớn hơn thì lõi sắt thờng chia thành những đoạn nhỏ, giữa những đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe hở thông gió. Khi máy làm việc gió thổi qua các khe hở làm nguội dây quấn và lõi sắt.
Trong động cơ điện một chiều nhỏ, lõi sắt phần ứng đợc ép trực tiếp vào trục. Trong động cơ điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá rôto. Dùng giá rôto có thể tiết kiệm thép kỹ thuật điện và giảm nhẹ trọng lợng rôto.
b, Dây quấn phần ứng.
Dây quấn phần ứng là phần phát sinh ra suất điện động và có dòng điện chạy qua. Dây quấn phần ứng thờng làm bằng dây đồng có bọc cách điện. Trong máy điện nhỏ có công suất dới vài kW thờng dùng dây có tiết diện tròn. Trong máy điện vừa và lớn thờng dùng dây tiết diện chữ nhật. Dây quấn
đợc cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép.
Để tránh khi quay bị văng ra do lực li tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để
đè chặt hoặc đai chặt dây quấn. Nêm có làm bằng tre, gỗ hay bakelit.
c, Cổ góp : Dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều. Cổ góp gồm nhiều phiến đồng có đợc mạ cách điện với nhau bằng lớp mica dày từ 0,4 đến 1,2mm và hợp thành một hình trục tròn. Hai đầu trục tròn dùng hai hình ốp hình chữ V ép chặt lại. Giữa vành ốp và trụ tròn cũng cách điện bằng mica. Đuôi vành góp có cao lên một ít để hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn và các phiến góp đợc dễ dàng.
d, Các bộ phận khác.
- Cánh quạt : Dùng để quạt gió làm nguội máy. Máy điện một chiều th- ờng chế tạo theo kiểu bảo vệ, ở hai đầu nắp máy có lỗ thông gió. Cánh quạt lắp trên trục máy , khi động cơ quay cánh quạt hút gió từ ngoài vào
động cơ. Gió đi qua vành góp, cực từ lõi sắt và dây quấn rồi qua quạt gió ra ngoài làm nguội máy.
- Trục máy : Trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi. Trục máy thờng làm bằng thép cacbon tốt.
3. Phân loại máy điện
Động cơ điện một chiều phân loại theo cách kích thích từ thành động cơ điện kích hích độc lập, động cơ điện kích thích song song ,kích thích nối tiếp,kích thích hỗn hợp
Trên thực tế đặc tính của động cơ kích từ độc lập và kích thích song song là giống nhau nên khi cần công suất lớn ngời ta thờng dùng động cơ kích từ độc lập để có thể điều chỉnh dòng điện kích thích đợc thuận tiện do
đó mà điều chỉnh tốc độ dễ dàng và kinh tế hơn mặc dù nó đòi hỏi có dòng bên ngoài.